文献综述(或调研报告):
对于框架结构,在结构建筑特点方面:它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式,楼板和横梁连在一起,横梁和柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能要在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙,仅起围护和分隔作用,所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑物的内外墙处理十分灵活,应用范围很广,因此能为建筑提供灵活的使用空间。
在结构受力性能方面:框架结构构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。我们要考虑以下几个方面的问题:
1)首先,在体系的选择方面:①由于在发生地震时,框架柱首当其冲,一旦出现塑性铰,将危及该柱距范围内的上层建筑,并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌,所以框架结构不宜采用单跨形式;且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担,结构应设计成双向框架体系;②框架结构的柱与梁宜上下左右贯通,不宜采用复式框架;以及砖混框—剪结构。③在填充墙的布置方面:宜采用轻质材料,且应避免形成上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
2)其次,在结构设计方面:①首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。②进行变形验算。③进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。
3)最后,我们还要进行“三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计:①做好“强柱弱梁”的设计,由于框架柱受轴向压力作用,其延性通常比梁的延性小,一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰,就会产生较大的层间位移,甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”,从而危及结构承受垂直荷载的能力;②做好“强剪弱弯”的设计,为了防止梁端,柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏,在设计中要求做到“强剪弱弯”,即构件的受剪承载力要大于构件弯曲破坏时实际达到的剪力。③做好“强节点弱构件”的设计,还要对节点进行抗震结构设计,要求框架节点核心区不先于梁柱破坏。
本次毕业设计中,我们主要根据相关设计规范来进行结构的设计与计算, 此外结合已有的《工程结构设计原理》 、《工程结构抗震与防灾》 、《建筑结构设计》等教材,来帮助我们进行相应的设计。主要内容有:结构布置、计算简图选取、重力荷载及水平荷载计算、水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算、竖向荷载作用下框架结构的内力计算、框架梁、柱内力组合、构件设计及构造措施、弹塑性变形验算等。同时还需要进行抗震的相关设计,对结构构件截面进行承载力验算和变形验算,以控制侧向变形不要过大。
综上,在整个毕业设计的过程中,我们要通过利用到相关设计规范、设计图集以及国家、地方标准等资料,从而帮助我们完成多层建筑的结构选型、结构布置、结构设计及结构图、施工图的绘制。在软件运用方面,则需要用到Word、Excel、AutoCAD、PKPM以及探索者等软件来进行相应的计算分析与数据处理。
参考文献:
[1] GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010
